原子結構與性質知識清單

【知識網絡】

排布原理

元素一原子

核素.同位原子核外電子排布式

同位素——同種元素的幾種原子電子的排布

素、同素異電子排布圖

形體的區別

同素異形體——同種元素的單質

對象、強度：化學鍵＞氫鍵）范德華力

\/微粒間的/

\微粒/構及）（彳乍用力范德華力與物質的組成、熔沸點：與相對分子質量有關

副族全是金屬元素相互作用力

族：七主七副一o―vm族

o族全是非金屬元素

特點結構周期：三短四長

主族既有金屬元素又有非金屬元素j

元素周期表與水或酸反應的難易

三反應最高價氧化物的水化物的酸性或堿性

一看電子層數

與氫氣反應的難易及氫化物的穩定性

二看核電荷數

粒子半徑&周期律

大力也較.

三看核外電子數金屬活動順序表

元素金屬性、

非金屬性的一三表非金屬活動順序表

（電離能）比較J

元素周期表

原電池

兩池u

電解池

【知識歸納】

一、人類對原子結構認識的演變

古希臘提出1803年道爾頓1904年湯姆孫“葡

原子的概念“實心球模型”萄干布丁模型”

1913年玻爾

20世紀20年代1911年盧瑟福

核外電子分層一

量子力學模型核式模型

排布模型

二、核外電子運動狀態的形象描述

1.電子云圖

（1）含義：形象描述核外電子在空間出現的儂大小

（2）小黑點：表示電子在某一時刻曾在此處出現一次

（3）小黑點疏密程度：表示電子出現的概率大小

①離核近的地方，小黑點蜜，電子云密度大，電子出現的概率大

②離核遠的地方，小黑點琉，電子云密度小，電子出現的概率小

（4）氫原子的電子云呈避對稱

2.能層（〃）：（又稱：電子層）

分層依據按照E位子的能量差異、運動區域離核的遠近

各層取值⑺1234567

能層符號KLMNOPQ

能量高低能量咻次壬宣

離核遠近離核逐漸變遠

3.原子軌道（又稱：能級、電子亞層）

軌道符號Pdf

電子云形狀球形紡錘形或啞鈴形花瓣形形狀較復雜

ooooo

OOO\

o每一行對應一個箜房

每個小圈表示一個熊”

各圓圈間連接線的方向表示隨核

電荷數遞增而增加的電子填入能

級的順序

5.1~36號元素的能層和能級

(1)K層：有運?一個電子亞層

(2)L層：有室、2p兩個電子亞層

(3)M層：有畫、迎、過三個電子亞層

(4)N層：有生、加、4d＞里四個電子亞層

6.電子能量高低的比較

三、原子核外電子排布

1.原子核外電子排布的原理

(1)能量最低原理：電子盡先排布在能量最低的軌道中。

(2)泡利不相容原理：每個原子軌道上最多只能容納2個自旋方向相反的電子。如：錯誤)正確)

(3)洪特規則：電子在能量相同原子軌道上排布時，應盡可能分占不同的軌道而且自旋方向相同。

錯誤正確

縱2內2p2px2%2pz如砧她

N原子的2P軌道z

_t!ttI|t1M「M

(4)洪特規則特例：能量相同的原子軌道在下列情況時，體系能量最低

①全滿;即$2、p6、dio

②半滿;即S,、p3、d5

③全空;即s°、p°、d°

2.基態原子核外電子排布

(1)21~30號：[Ar：13dzs2

①一般最后1位數是幾，x就等于幾

②24Cr：[Ar]3d44s2f[Ar]3d54sl

③29C11：[Ar]3d94s2f[Ar]3d1114sl

(2)31~36號：[Ar13/。4s24Px

①最后1位數是幾，尤就等于幾

②32Ge：[Ar]3d104s24P2

③34Se：[Ar]

3.價電子(外圍電子、特征電子)

(1)21~30號：3d和4s上的電子數之和

(2)其他：最外層電子數

(3)過渡金屬原子：除Cu和Cr原子最外層有L個電子外，其余的元素的原子最外層都有2個電子

(4)過渡金屬離子的價電子構型：優先失去最通電子數

原子FeCoCu

價電子構型3d64s23d74s23d104sl

離子Fe2+Fe3+Co2+Co3+Cu+Cu2+

價電子構型3d63d53d73d63d1°3d9

(5)元素的最高價：等于價電子數

元素CrFeMnAs

價電子構型3d54sl3d44s23d54s24s24P3

最高價+6+8+7+5

(6)過渡金屬原子或離子的結構示意圖

微粒VCr3+Cu+

結構^24)^811

&2圖28n20-29)2818

示意圖5"Wj

(7)第四周期主族元素原子或離子的結構示意圖：次外層都有運個電子

微粒GaAsBr

結構

(+31)28183(+33)28185

示意圖

4.元素在周期表中的位置

①s區：IA族、IIA族和He

②p區：IIIA族~VHA族以及。族(氯除外)

③d區：HIB族~加8族以及皿族

@ds區：IB族、IIB族

⑤f區：錮系元素和鋼系元素

5.各種特征的電子(以Mn為例，Is22s22P63s23P63d54s2)

(1)不同運動狀態的電子數：25

(2)不同空間運動狀態的電子數：15

(3)形狀不同的電子云種類：3

(4)不同能級(能量)的電子曲類：7

(5)最高能級的電子數：5

(6)最高能層的電子數：2

6.1~36號元素原子的空軌道數目

空軌道數價電子構型元素種類

1ns2np2(3)3

2ns2np'(3)、3d34s2(1)4

33d24s2(1)2

43dl4s2(1)1

7.1~36號元素原子的未成對電子數(〃)

(1)n—1：ns1(4)、ns-npl(3)、?s2np5(3)>3d'4s2(1)、3d"4sl(1),共12種

(2)n=2：ns2np-(3)、?s2/;p4(3)、3d24s?(1)、3d84s?(1),共2種

(3)n—3："$2硬3(3)、3d34s2(1)、3d74s2(1),共1種

(4)n—4：3d64s2(1),共L種

(5)n=5：3d54s2(1),共L種

(6)n—6：3d54sl(1),共L種

8.基態原子核外電子排布的表示方法(以鐵原子為例)

(1)各類要求的電子排布式

①電子排布式：Is22s22P63s23P63d64s2

②簡化電子排布式：[Ar]3d64s2

③價電子(外圍電子、特征電子)排布式：3d64s2

④最外層電子排布式：4s2

⑤M層電子排布式：3s23p63d6

⑥最高能級電子排布式：型

(2)各類要求的電子排布圖

Is2s2p3s3p3d4s

①電子排布圖：阡1冏畫而同而而用nmmi

Is2s2p3s3p3d4s

②軌道表示式：阡1肝1阡而兩所而同而7開1間

…3d4s

③價電子排布圖：

1+26)28142

④原子結構示意圖：

四、原子光譜

1.電子的躍遷

(1)基態電子：處于最低能量的電子

(2)激發態電子：能量比基態電子高的電子

(3)電子躍遷

卜

吸收光譜^^_吸收能量釋放能量包四發射光譜

逋發態町

3.原子光譜：電子躍遷時會吸收或釋放不同的光形成的譜線

(1)測量光譜儀器：光譜儀

(2)光譜圖上數據：遺氐

(3)光譜類型：線狀光譜

①發射光譜：Is22s22P63s23PMs1-*1S22s22P63s23P4

②吸收光譜:Is22s22P3—Is22s22Pl3s2

(4)解釋原子發光現象

①在XX條件，基態電子吸收能量躍遷到激發態

②由激發態躍遷回基態過程中，釋放能量

③釋放的能量以XX可見光的形式呈現

(5)可見光的波長(入)和能量CE)

①公式：E—hv,c(光速)=人丫

②顏色和波長的關系

|紅|楣］黃|綠|藍靛|紫|:

770622597577492455390)Jnm

五、電離能大小的比較及應用

1.概念：氣態原子或離子失去L個電子所需要的最小能量

(1)第一電離能(I；)：M(g)-e-=M+(g)

(2)第二電離能(L)：M+(g)-e-=M2+(g)

(3)第〃電離能(I?)：M"7+(g)-e-=M?+(g)

2.同一原子各級電離能

(1)變化規律：IiWbWbW…

(2)變化原因

①電子分層排布

②各能層能量不同

3.第一電離能變化規律

(1)根據遞變規律判斷

①基本規律：周期表右上角位置的旦土原子的L最大

②特殊規律：同一周期中L，IIA>IIIA；VA>VIA

元素LiBeBCNOFNe

1|大?、啖蔻撷茛邰堍冖?/p>

(2)根據金屬性判斷

①基本規律：L越小，一金屬性越強，注意IIA和VA族元素的特殊性

②金屬元素和非金屬元素的Ii：11(金屬)<11(非金屬)

(3)根據微粒結構判斷

①穩定結構微粒的I大：全滿、半滿和全空狀態穩定

②I(全滿)>1(半滿)

③判斷：h(Cu)gl(Ni)，12(Cu)>I2(Zn)

4.各級電離能數據的應用

(1)判斷元素價態：I“+i?L”最高正價為+〃

鈉、tt.鋁的電離隴<kJmolI)

NaMgAl

496738577

12456214511817

b691277332745

95401054011578

(2)判斷某一級電離能最大:第n級電離能最大，說明其最高正價為+("-1)價

(3)判斷電離能的突增點：形成相應電子層最穩定狀態后再失去1個電子

元素突增點的電離能級數

原子第一次第二次第三次

p16114

Ca13Ill1,9

六、電負性

1.意義：衡量元素的原子在化合物中得電子能力

2.遞變規律

(1)周期表右上角氟元素的最大

(2)電負性大小

①電負性最大的前三種元素：F>O>N

②氫元素的電負：C>H>B:P>H>Si

3.其他判斷方法

(1)根據共用電子對的偏向判斷：偏向一方元素的電負性大

(2)化合物中化合價的正負判斷：顯負價元素的電負性大

(3)根據元素的非金屬性判斷

①最高價氧化物對應水化物的酸性越強，電負性越大

②單質與氫氣越容易化合，電負性越大

③氣態氫化物越穩定，電負性越大

4.判斷元素的屬性

金屬個非金屬.電負性

5.判斷化合物的類型

(1)差值：|AX|>1.7,離子化合物

(2)差值：|AX|<1.7,共價化合物

6.根據電負性寫水解方程式

(1)水解原理

①電負性大的原子顯負價,結合水中的里

②電負性小的原子顯正價,結合水中的OIF

(2)實例

@BrI：IBr+HzO=HIO+HBr

②NCb：NCI3+3H2O=NH3+3HC1O

七、微粒半徑的比較(以短周期為例)

1.相同電性微粒半徑大小的比較

(1)原子半徑：左下角的鈉最大

(2)陽離子半徑：左下角的鈉離子最大

(3)陰離子半徑：左下角的磷離子最大

2.不同電性微粒半徑大小的比較

(1)同周期：陰離子半徑之陽離子半徑，如Na+^C「

(2)同元素：電子數越多，微粒半徑越大，如Fe2+》Fe3+

(3)同結構：質子數越多，離子半徑越小，如Na+WCT

八、原子結構推斷常用的突破口

1.1~36號原子結構的特殊點

(1)未成對電子數最多的元素原子是：Cr(3d54s】，6個)

(2)未成對電子數最多的短周期元素的原子是：P(ns2np3,3個)

(3)空軌道數最多的原子是：Sc(3)4s2,4個)

2.1~36號原子結構推斷題常見的突破口

(1)2P能級有一個未成對